Linux之底子IO

目录

1.C语言中的文件操作函数
文件的打开
文件的关闭
2.系统文件IO操作函数
1.open
2.close
3.read
4.write
3.文件形貌符fd 
文件形貌符的引入
对fd的理解
4.文件形貌符的分配规则
5.重定向 
重定向的原理
重定向对应的系统调用
6.理解Linux下一切皆文件

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1.C语言中的文件操作函数

文件的打开

   path为文件路径，mode为打开方式，它们都是字符串。
  代码演示：

此时，当前目录中并没有log.txt文件，但是没关系，fopen会在当前路径下创建log.txt文件。

   简单来说，当前路径指的是一个进程运行起来的时候，每个进程都会去记录自己当前所处的工作路径。以是当前路径也就是当前进程的工作路径。
  下面来验证一下：

注∶使用fopen时，填写mode参数，单纯以w方式打开文件，会自动清空文件原有的数据。r+(读写）代表文件不存在则出错， w+(读写)代表文件不存在则创建。(带有+的体现读写)。a代表向文件中追加内容。 
打开文件方式的总结：

文件的关闭

C语言中的其它读写文件函数
   int fputs(const char *s, FILE *stream);
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
  int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
  2.系统文件IO操作函数

1.open

 

   pathname:打开文件名
flags :标记位。(打开文件时，可以传入多个参数选项，用一个或者多个常量举行“或"运算，构成 flags)
  O_RDONLY:只读打开
  O_WRONLY:只写打开
  O_RDWR:读写打开
o_CREAT:若文件不存在，则创建它。需要使用mode选项，来指明新文件的访问权限O_APPEND:追加写
o_TRUNC:打开时，清空文件内容。
返回值:    成功则返回新打开的文件的文件形貌符
                  失败:返回-1 ,并且errno被设置。
  RETURN VALUE
   open() and creat() return the new file descriptor, or -1 if an error occurred (in which case, errno is set appropriately).
   flag如何传递多个选项，是通过比特位来传递选项的。
代码演示：

因此，我们可以使用|(或)来帮助我们传递多个参数，以此实现差异的功能。
mode参数
如果你使用O_CREAT参数创建一个新的文件，那么你还可以通过第三个参数mode来设置该文件的权限。

2.close

3.read

   fd:要读取的文件
  buf:存放读取内容的数组
  count:读取的内容大小
  4.write

   fd:要写入的文件
buf:要写入的内容
count:所写内容的大小。
  3.文件形貌符fd 

文件形貌符的引入

代码演示：

运行结果：

fd是一个整数，我们发现，结果是从3开始的，为什么是从3开始的呢？
   在C语言阶段，我们知道在步伐运行时，操作系统会默认打开三个标准输入输出流:标准输入，标准输出，标准错误。对应到C语言当中就是stdin、stdout以及stderr。在C++中则是cin、cout、cerr。
  
我们知道C语言中的stdin、 stdoutl以及stder这三个家伙实际上都是FILE*范例的，并不是int范例。是因为FILE*是一个结构体指针，对fd举行了封装，而在Linux层面，只认fd。
  代码验证：

结果如下：

对fd的理解

进程要访问文件，必须先打开文件，一个进程可以同时打开多个文件，操作系统中有大量的进程，也就是说操作系统要同时打开大量的文件，操作系统要对这些打开的文件举行管理，方式：先形貌，再构造。
上边，我们发现fd是从0,1,2,3,4,.........
我们在那里将从0开始的一连增长的整数--------数组下标。
其实，文件形貌符的本质就是数组下标。

对应的内核部分代码：

4.文件形貌符的分配规则

代码演示：

如果先关闭了0号文件形貌符呢？

结论：
   文件形貌符是从最小并且没有被使用的开始分配的。
  5.重定向 

重定向的原理

（以输出重定向为例）

输出重定向的本质：
   更改进程指向的files_struct内的struct file* fd_array[]数组内下标1内指向的struct file对象的地址。
  重定向对应的系统调用

dup2

   RETURN VALUE（返回值）
       On success, these system calls return the new descriptor.  On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
          成功则返回新的文教形貌符；  失败则返回-1，并且errno被设置。
  代码演示：

结果：

关于dup2(int oldfd,int newfd)两个参数的填写
以上边的代码为例，目标是将本该打印到体现器的内容体现到log.txt文件中，联合对文件形貌符的理解（文件形貌符就是数组下标，struct file* fd_array[]数组内填写的是struct file对象的地址），再联合2号手册

我们不难理解到，我们是要把地址为fd对应的struct file地址拷贝到地址为1对应的位置，以是，要重定向的目标文件形貌符在后（newfd）, 要举行重定向的文件形貌符在前（oldfd）。
6.理解Linux下一切皆文件

底层差异的硬件，肯定对应差异的操作方法，但是OS管理这些底层硬件，使用统一的结构来举行管理的，在OS视角，底层硬件没有任何区别。

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